C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單計(jì)算器程序的示例

這篇文章主要介紹C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單計(jì)算器程序的示例，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

這兩天在看一個(gè)C語(yǔ)言寫的計(jì)算器程序，做了不少的功夫，跟著作者一步步的進(jìn)行完善，了解了許多細(xì)節(jié)性的東西，在此自己做個(gè)總結(jié)，加深自己對(duì)程序的印象，也算是梳理。

在該計(jì)算器程序，能進(jìn)行加減乘除、sin、cos、exp等操作，同時(shí)能進(jìn)行數(shù)值保存功能。而該計(jì)算器使用逆波蘭表示法。即所有運(yùn)算符都跟在操作數(shù)的后面，比如下列表達(dá)式：
（1 - 2） * （4 + 5）采用逆波蘭表示法表示為：1 2 - 4 5 + *
逆波蘭表達(dá)法中不需要圓括號(hào)，只要知道每個(gè)運(yùn)算符需要幾個(gè)操作數(shù)就不會(huì)引起歧義。

計(jì)算器程序?qū)崿F(xiàn)很簡(jiǎn)單，具體原理如下：

while（/* 下一個(gè)運(yùn)算符或操作數(shù)不是文件結(jié)束指示符 */）
 if（/* 是數(shù) */）
 /* 將該數(shù)壓入到棧中 */
 else if （/* 是運(yùn)算符 */）
 /* 彈出所需數(shù)目的操作數(shù) */
 /* 執(zhí)行運(yùn)算 */
 /* 將結(jié)果壓入到棧中 */
 else if （/* 是換行符 */）
 /* 彈出并打印棧頂?shù)闹?nbsp;*/
 else
 /* 出錯(cuò) */

在程序設(shè)計(jì)中，使用模塊化思想，getop函數(shù)來(lái)進(jìn)行讀入，該函數(shù)返回一個(gè)標(biāo)識(shí)，用來(lái)標(biāo)識(shí)讀入的是什么類型。主循環(huán)體中根據(jù)該標(biāo)識(shí)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

以下是該程序： （我將所有函數(shù)和變量放在同一文件）

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAXOP 100
#define NUMBER '0' //標(biāo)識(shí)讀入的是數(shù)字
#define NAME 'n' //標(biāo)識(shí)讀入的是字符串（函數(shù)名或非法字符串）
#define ALPHA 26 
int getop(char []); 
void push (double); //壓棧
double pop(void); //出棧
void clear(void); //清空棧
void mathfnc(char []); //執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)sin、cos、exp等

int main(void)
{
 int type;
 int i, var = 0;
 double op1, op2,v;
 char s[MAXOP];
 double variable[ALPHA];

 for (i = 0; i < ALPHA; i++) //初始化用于保存數(shù)值的變量數(shù)組
 variable[i] = 0.0;

 while ((type = getop(s)) != EOF) //讀取輸入
 {
 switch (type)
 {
  case NUMBER:
  push (atof(s));
  break;
  case NAME:
  mathfnc(s);
  break;
  case '+':
  push (pop() + pop());
  break;
  case '*':
  push (pop() * pop());
  break;
  case '-':
  op2 = pop();
  push (pop() - op2);
  break;
  case '/':
  op2 = pop();
  if (op2 != 0.0)
   push (pop() / op2);
  else
   printf ("error: zero divisor\n");
  break;
  case '%':
  op2 = pop();
  if (op2 != 0.0)
   push (fmod(pop(), op2));
  else
   printf ("error: zero divisor\n");
  break;
  case '?': //打印棧頂元素
  op2 = pop();
  printf ("\t%.8g\n", op2);
  push (op2);
  break;
  case '=': //保存數(shù)值
  pop();
  if (var >= 'A' && var <= 'Z')
   variable[var - 'A'] = pop();
  else
   printf ("error: no variable name\n");
  break;
  case 'c':
  clear();
  break;
  case 'd': //復(fù)制棧頂元素
  op2 = pop();
  push(op2);
  push(op2);
  break;
  case 's': //交換棧元素
  op1 = pop();
  op2 = pop();
  push(op1);
  push(op2);
  case '\n':
  v = pop(); //v保存最后的一次結(jié)果
  printf ("\t%.8g\n", v);
  break;
  default:
  if (type >= 'A' && type <= 'Z')
   push(variable[type - 'A']);
  else if (type == '@') //輸入的字符@表示最近一次結(jié)果值 
   push(v);
  else
   printf ("error: unknown command %s\n", s);
  break;
 }
 var = type; 
 }
 return 0;
}

/* ----------------------------------------------------------- */

#define MAXVAL 100

int sp = 0; //標(biāo)識(shí)棧頂
double val[MAXVAL];

void push(double f)
{
 if (sp < MAXVAL)
 val[sp++] = f;
 else
 printf ("error: stack full, can't push %g\n", f);
}

double pop(void)
{
 if (sp > 0)
 return val[--sp];
 else
 {
 printf ("error: statck empty\n");
 return 0.0;
 } 
}

void clear(void)
{
 sp = 0;
}

void mathfnc (char s[])
{
 double op2;

 if (strcmp (s, "sin") == 0)
 push(sin(pop()));
 else if(strcmp (s, "cos") == 0)
 push(cos(pop()));
 else if(strcmp (s, "exp") == 0)
 push(exp(pop()));
 else if(strcmp (s, "pow") == 0)
 {
 op2 = pop();
 push (pow(pop(), op2));
 }
 else
 printf ("error: %s not supported\n", s);
}

/* ----------------------------------------------------------- */

#include <ctype.h>

int getch(void);
void ungetch(int);

int getop(char s[])
{
 int i, c;
 while ((s[0] = c = getch()) == ' ' || c == '\t') //過(guò)濾開頭的空白字符
 ;
 s[1] = '\0';

 i = 0;

 if (islower(c)) //判斷是否為小寫字母，也即讀取由小寫字母組成的字符串
 {
 while (islower(s[++i] = c = getch()))
  ;
 s[i] = '\0';

 if (c != EOF)
  ungetch(c);
 if (strlen (s) > 1)
  return NAME;
 else 
  return c;
 }

 if (!isdigit(c) && c != '.' && c != '-')
 return c;

 if (c == '-') //用于判斷是負(fù)數(shù)還是減操作  
 { 
 if (isdigit(c = getch()) || c == '.') 
  s[++i] = c;
 else
 {
  if (c != EOF)
  ungetch(c);
  return '-';
 }
 }

 if (isdigit(c)) //收集整數(shù)部分
 while (isdigit(s[++i] = c = getch()))
  ;

 if (c == '.') //收集小數(shù)部分
 while (isdigit(s[++i] = c = getch()))
  ;

 s[i] = '\0';

 if (c != EOF)
 ungetch(c);

 return NUMBER;
}


/* ----------------------------------------------------------- */
/*
 * 引用以下兩個(gè)函數(shù)是因?yàn)椋撼绦虿荒艽_定它已經(jīng)讀入的輸入是否足夠 *
 * 除非超前多讀入一些輸入，在本程序中，讀入一些字符合成一個(gè)數(shù)字 *
 * 所以在看到第一個(gè)非數(shù)字字符之前，已經(jīng)讀入的數(shù)的完整性是不能確定的
 * 由于程序要超前讀入一個(gè)字符，這樣就導(dǎo)致最后又一個(gè)字符不屬于當(dāng)前所要讀入的數(shù) 
 */

#define BUFSIZE 100
char buf[BUFSIZE];
int bufp = 0;

int getch(void) 
{
 return (bufp > 0) ? buf[--bufp] : getchar();
}

void ungetch (int c)
{
 if (bufp >= BUFSIZE)
 printf ("ungetch: too many characters\n");
 else
 buf[bufp++] = c;
}

該程序雖然簡(jiǎn)單，但是還是存在一些小小的問(wèn)題，比如沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行pop的話，會(huì)打印棧中無(wú)數(shù)據(jù)同時(shí)返回?cái)?shù)值0.0，在循環(huán)體中許多執(zhí)行操作會(huì)將該數(shù)值保存到棧中，之后打印該值，用戶體驗(yàn)度比較差。程序設(shè)計(jì)方面，模塊化設(shè)計(jì)使得該程序容易增加功能而不影響其他模塊，比如增加一些數(shù)學(xué)函數(shù)處理，在mathfnc函數(shù)中去添加，或增加一些運(yùn)算符操作，可以在主循環(huán)體中增加。

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